11.3 功（课件+讲义+练习）-2024-2025学年九年级物理上册同步备课包（苏科版）

11.3 功 第十一章 简单机械和功（苏科版） 目录 1 功 2 功的简单计算 3 课堂练习 【PART.01】 01 功 功（新知导入） 提到“功”，你会想到什么? 问题 功（新知导入） 提到“功”，你会想到什么? 问题 少林武功 气功 功（新知导入） 提到“功”，你会想到什么? 问题 此“功”，非彼“功” 在物理中……… 功（新知导入） 华仔推着小车前进 又车抬着物体上升 S S 力 距离 功（新知导入） 华仔推着小车前进 又车抬着物体上升 力对物体的移动有贡献，说明力有成效，或者说力做了功。 如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 功的符号：W 总结 功（新知导入） 你能找出3个力中没有成效的那个吗? 华仔推着小车前进 又车抬着物体上升 男孩背着书包等车 没有成效 判断力是否对物体做功 功（新知导入） ①必须有力 ②必须在力的方向上移动一段距离 男孩背着书包等车有力，无距离， 不做功 判断力是否对物体做功 思考 注意 功（新知导入） 练一练 举杠铃保持不动 搬石头没搬动 功（新知导入） 练一练 冰壶在冰面上滑行 足球在草地上滚动 功（新知导入） 练一练 手提滑板水平行走 托着实物盘送菜 功 （3）F⊥s(垂直无功) 总结 三种不做功的情况 （1）有F无s(劳而无功) （2）有s无F(不劳无功) 知识小结 1.功的定义 作用在物体上的力，使物体在__________上移动了一段______这个力就有了成效，物理学里就称这个力做了功。 2.功的两要素 (1)必须有______; (2)必须在力的方向上移动一段______。 3.不做功的三种情况 (1)________________（F______，S______，劳而无功)； (2)________________（F______，S______，不劳无功)； (3)__________________________（F_____S 垂直无功)。 距离 力的方向 有力无距离 力 距离 ≠0 力与运动距离垂直 =0 有距离无力 ⊥ ≠0 =0 【PART.02】 02 课堂练习 课堂巩固 【例题1】为了纪念他对科学发展的贡献，将功和能量的单位以其名字命名的科学家是（　　） A．牛顿 B．焦耳 C．瓦特 D．伽利略   答案 【答案】B 【详解】A．在国际单位制中，牛顿被命名为力的单位，故A不符合题意； B．在国际单位制中，焦耳被命名为功和能量的单位，故B符合题意； C．在国际单位制中，瓦特被命名为功率的单位，故C不符合题意； D．在国际单位制中，伽利略没有被命名为物理量的单位，故A不符合题意。 故选B。 课堂巩固 【变式1-1】下列选项中，不属于功的单位的是（　　） A．J B．N·m C．J/s D．W·s   答案 【答案】C 【详解】A．国际单位中功的单位为焦耳，符号是J，故A不符合题意； B．由公式W=Fs可知，功的单位是牛·米，符号是N·m，故B不符合题意； C．J/s是功率的单位，故C符合题意； D．由W=Pt可知，功的单位可以是瓦·秒，符号是W·s，故D不符合题意。 故选C。 课堂巩固 【例题2】如图所示，力对物体做功的是（    ） A. 小车在推力的作用下向前运动 B.搬石未动 C.提着滑板车在水平路面上匀速前进 D.脚对在空中飞行的足球 答案 功（新知导入） 【答案】A 【详解】A．小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力的作用，在力的方向上有移动的距离，拉力对小车做功，故A符合题意； B．用力搬石头，人给石头一个向上的力，石头向上没有移动距离，力对石头没有做功，故B不符合题意； C．提着滑板在水平公路上匀速前进，滑板没有在力的方向上通过距离，所以没有做功，故C不符合题意； D．在空中飞行的足球，只受到重力的作用，不受脚施加的力，因此没有做功，故D不符合题意。 故选A。 课堂巩固 【变式2-1】以下示例所列举的几个力中，力对物体没有做功的是（    ） （1）石头搬而未起 （2）提桶在水平上行走 （3）拉车沿路面运动 （4）向上提升物体 A．（1）（2） B．（1）（3） C．（2）（3） D．（3）（4） 答案 功（新知导入） 【答案】A 【详解】（1）人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，没有力对物体做功； （2）提着水桶在水平面上行走，人给水桶一个向上的力，而水桶没有在该力的方向上通过距离，没有力对物体做功； （3）拉车沿路面运动，人给小车一个拉力，小车在拉力的方向上通过了距离，人的拉力对小车做功； （4）向上提升物体，人给物体的拉力向上，物体在该力的方向上通过了距离，人的拉力对物体做功。 综上分析可知，力对物体没有做功的是（1）（2），有力对物体做功的是（3）（4）。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 课堂巩固 【例题3】2024奥运会举重男子102公斤级比赛中，我国选手刘焕华以总成绩406公斤获得了金牌，图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是（    ） A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 功（新知导入） 【答案】D 【详解】力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故A错误； B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故B错误； C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故C错误； D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加了力，但是杠铃没有移动距离，所以运动员对杠铃不做功，故D正确。 故选D。 课堂巩固 【变式3-1】如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是（    ） A. B. C. D. 【答案】B 【详解】ACD．将书包提起来、乘升降电梯、提着包上楼，包都有在力的方向上移动一定的距离，力都有对包做功，故ACD不符合题意； B．站在水平匀速行驶的车上，力的方向与包运动的方向垂直，因此力对包不做功，故B符合题意。故选B。 【PART.02】 02 功的简单计算 功的简单计算 真真 1盆花上了2层楼 美美 2盆花上了4层楼 珊珊 1盆花上了4层楼 s s s s s 怎么比较她们所做功的多少?(每盆花都一样) 想一想 功的简单计算 总结 s 大小：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 单位：焦耳，简称焦，符号J 公式： W=FS 1J=1N·m 知识小结 1.功的计算 （1）公式：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积： _______________________________表达式：_______________ （2）单位：_____________，简称_____________，符号_____________， 1J=_________N.m。 力×力的方向上移动的距离 W=FS 焦耳 焦 J 1 【PART.04】 04 课堂练习 课堂巩固 【例题4】李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军，挺举成绩是167kg，他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．3000J D．5400J   【答案】C 【详解】杠铃的重力G=mg=167kg×10N/kg=1670N 运动员的身高约为1.60m，在挺举过程中把杠铃举高的高度为运动员的身高加上0.4m，即h=1.6m+0.4m=2.0m 在挺举过程中对杠铃做的功W=Gh=1670N×2.0m=3340J 接近3000J。故C符合题意，ACD不符合题意。故选C。 答案 课堂巩固 【变式4-1】小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，每层楼高约3m，他提鸡蛋的力做的功最接近（　　） A．10J B．1000J C．100J D．900J   【答案】C 【详解】1个鸡蛋的质量约为50g，30个鸡蛋的重力约为 G=mg=30×50×10-3kg×10N/kg=15N 因此提起30个鸡蛋需要的力约为15N，从1楼到3楼的高度约为6m，则他提鸡蛋的力做的功为W=FS=15N×6m=90J 最接近100J，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 答案 课堂巩固 【变式4-2】一足球运动员用500N的力踢一个重为10N的足球，球最终离原地50m。则整个过程中运动员对足球所做的功为（　　） A．2500J B．500J C．0J D．不可确定   【答案】D 【详解】在脚与球接触到球离开脚的过程中，脚对球有力的作用且球在该力的方向上通过了一段距离，故此过程中脚对球做了功，但球在500N踢力的方向上通过的距离不明，所以脚对球所做的功无法计算；球离脚后在水平草地上向前滚动了50m，是因为球具有惯性，脚对球没有力的作用，故此过程中脚对球没有做功；所以在整个过程中，运动员对足球做的功无法计算，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 课堂巩固 【例题5】如图所示，用F=10N的水平推力推着重为20N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了30J的功，则在这一过程中（　　） A．重力做的功一定为20J B．物体一定受到10N的摩擦力 C．物体一定运动了3m D．物体一定运动了6m 答案 课堂巩固 答案 【答案】C 【详解】A．重力方向竖直向下，物体沿水平方向运动，没有在重力方向移动距离，故重力做的功为0J，故A不符合题意； B．用F=10N的水平推力推着物体沿水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，摩擦力为10N，如果物体所做的运动不是匀速直线运动，摩擦力不等于10N，故B不符合题意； CD．推力F =10N，对物体做了30J的功，根据W=Fs可得，物体运动的距离为 故C符合题意，D不符合题意。故选C。 课堂巩固 【变式5-1】一个重20N物体在水平拉力作用下沿水平面匀速前进了25m，拉力撤去后，物体因惯性又前进了10m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为____N。在此过程中，物体的重力所做的功是____J。   答案 【答案】 20 0 【详解】[1]物体在拉力作用下移动了25m，拉力做功为500J，根据W＝Fs可得，拉力的大小为 [2]物体沿水平面运动的过程中，没有沿重力的方向移动距离，所以重力不做功，即重力所做的功为0J。 课堂巩固 【变式5-2】如图甲所示，物体A在拉力F的作用下在粗糙程度相同的水平长木板上运动，拉力F与时间t关系如图乙所示，物体运动的速度v与时间t关系如图丙所示，则物体在0~2s内所受合力为______N，3~5s内拉力做功为______J，6~8s内所受拉力为______N（图乙中未画出）。在0~2s、2~3s、3~5s、5~6s和6~8s这五个时间段中，物体所受摩擦力大小相同的次数有______ 次。   答案 课堂巩固   答案 课堂巩固 【例题6】如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　） A．W1=W2=W3 B．W1=W2<W3 C．W2<W1=W3 D．W1<W2<W3   答案 课堂巩固   【答案】B 【详解】由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为W1=F1s 第二幅图中，拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为W2=F2s 第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功为W3=F3×2s=2F3s；又因为拉力F1、F2、F3大小相等，所以 W1=W2<W3 故B正确，ACD错误。故选B。 答案 课堂巩固 【变式6-1】如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10牛的物体，能省力的是_____滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为_____。若不计摩擦，F1的大小为_____牛。若物体都上升了0.5米，则两个力所做的功之比为_____。 答案 课堂巩固   答案 课堂巩固 【变式6-2】如图a、b所示，物体A和B所受重力均为200牛，当用力分别通过甲、乙两滑轮匀速提起物体A和B时，力为_______牛；乙滑轮实质上是一个_______（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；若力、做功大小相同，则物体A、B被提升的高度为_______。（以上均不计滑轮重力及摩擦）   答案 课堂巩固   答案 课堂巩固 【变式6-3】在粗糙程度不变的水平桌面上放置了一颗质量为0.2kg的棋子，俯视图如图所示．现对棋子施加一个大小为3N的水平向前的推力，使棋子从A点匀速直线运动到B点，改为对棋子在水平方向上只施加一个向左推力，使棋子从B点匀速直线运动到C点，不计空气阻力， （1）推力_________ （选填“3N”或“2N”或“1N”）； （2）棋子从A点到B点，重力所做的功为， 棋子从B点到C点，重力所做的功为， 则_________（选填“大于”或“等于”或“小于”），判断依据是_________。 课堂巩固 【答案】 3 等于 两次运动中，棋子在重力的方向上都没有移动距离，重力没有做功 【详解】[1]棋子匀速直线运动，处于平衡状态，此时推力都等于所受滑动摩擦力，又因为压力大小与接触面的粗糙程度都不变，因此摩擦力大小相等，则 F2=f=F1=3N [2][3]棋子从A点到B点、从B点到C点，棋子在重力的方向上都没有移动距离，故两次运动中，重力都没有做功，因此W1=W2。 课堂巩固 【例题7】春运期间，小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车，为社区运送物资，如图所示，小慧通过查阅资料了解到：该车满载货物时，总质量为4×103kg。当发动机的牵引力为3×103N时，该车在平直的公路上以20m/s的速度匀速直线行驶了3600m。则在此过程中，求：［g=10N/kg］ (1)货车行驶的时间是多少？牵引力做了多少功？ (2)该车满载货物时，所受到的重力是多少？ 课堂巩固 课堂巩固 【例题8】一名重为600N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，前30s内其速度与时间的关系如图所示，前15s内下落的距离为210m。求解下列问题： (1)前15s内，运动员下落时重力做的功。 (2)运动员在匀速直线运动过程中下降的高度。 (3)估算运动员静止在水平地面时对地面的压强。 课堂巩固 课堂巩固 【例题9】有一质量分布均匀的圆柱形铁桶，竖直置于水平地面上，其重心用O表示，质量为100kg，高为80cm，底面半径30cm。现有甲、乙两种方法使它缓慢倒下成丙图状，缓慢倒下的过程中可将铁桶看成杠杆，所用的动力大小分别为F1、F2。请完成下列问题： (1)请在图甲中作出阻力的力臂l； (2)比较F1与F2的大小关系并阐述理由； (3)若动力对铁桶所做的功等于铁桶克服 重力所做的功。则在推倒的过程中，推力F1做功至少是多少。 课堂巩固 课堂巩固 感谢您的观看 11.3 功 一、单选题 1．为了纪念他对科学发展的贡献，将功和能量的单位以其名字命名的科学家是（　　） A．牛顿 B．焦耳 C．瓦特 D．伽利略 2．李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军，挺举成绩是167kg，他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．3000J D．5400J 3．小李同学用50牛的水平推力使一个质量为20千克的物体沿水平地面前进了5米，放手后，物体继续滑行了1米，小李对物体所做的功是（　　） A．300焦 B．250焦 C．1176焦 D．980焦 4．小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子），但没有推动（如图），则此时（　　） A．小虎对箱子做了功 B．小虎对箱子没有做功 C．小虎的推力大于箱子受到的阻力 D．小虎的推力小于箱子受到的阻力 5．下列关于搬家的各环节中，人对物品做功的是（    ） A．搬着物品沿水平方向匀速直线走到车旁 B．从地上搬起物品 C．搬着物品站在车旁不动 D．物品不慎掉落 6．以下示例所列举的几个力中，力对物体没有做功的是（    ） （1）石头搬而未起    （2）提桶在水平上行走 （3）拉车沿路面运动   （4）向上提升物体 A．（1）（2） B．（1）（3） C．（2）（3） D．（3）（4） 7．2024奥运会举重男子102公斤级比赛中，我国选手刘焕华以总成绩406公斤获得了金牌，图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是（    ） A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 8．如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　） A．W1=W2=W3 B．W1=W2<W3 C．W2<W1=W3 D．W1<W2<W3 9．2022年冬奥会单板滑雪大跳台比赛在北京赛区进行，我国少年运动健将苏翊鸣（身高约1.7m，质量约70kg）在比赛中一举夺冠为国争光。如图所示是苏翊鸣完成某次动作的部分路径示意图，从A点运动到B点的过程中，苏翊鸣的重力所做的功最接近（　　） A．1.5×104J B．4.5×103J C．1.2×103J D．2.1×102J 10．如图所示，一个物体在推力F作用下沿同一水平地面先后两次做直线运动，两次运动的时间都是1 min，第一次，物体运动的路程和时间关系如图甲所示，此时的水平推力为F1，推力做的功为W1；第二次物体运动的速度和时间关系如图乙所示，此时的水平推力为F2，推力做的功为W2，下列关系式正确的是（     ） A．F1>F2 B．F1<F2 C．W1>W2 D．W1<W2 二、填空题 11．如图所示，登山运动员背着沉重的背包，在登山的过程中，对身后的背包 （选填“没有”或“有”）做功。 12．如图所示，小红背着书包站在匀速上行的自动扶梯上随着扶梯一起上行，在上行过程中：小红受 个力的作用；小红对书包 （选填“做了功”或“没做功”）。 13．一个重20N物体在水平拉力作用下沿水平面匀速前进了25m，拉力撤去后，物体因惯性又前进了10m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为 N。在此过程中，物体的重力所做的功是 J。 14．如图所示，用F=20N的水平推力推着重为40N的木箱沿水平方向做匀速直线运动，若推力在2s内对木箱做了40J的功。在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为 J；木箱摩擦力大小为 N；箱子运动的速度为 m/s。 15．如图所示，在30N水平向右的外力F作用下，质量为2kg的物体被紧按在竖直墙面上保持静止不动；则物体所受的摩擦力大小为 N，方向向 （填“上”或“下”“左”或“右”），当重物匀速向下滑行5m时，重力克服摩擦力做功 J。（g取10N/kg） 16．如图甲所示，粗糙程度相同的水平地面上放一重为的物体，用水平拉力作用于物体上，拉力的大小与时间的关系和物体运动速度与时间的关系分别如图乙、丙所示，由图像可知物体受到 对平衡力；物体运动了，物体克服摩擦力做功 。 17．一根长度为1.2m、重为5 N的金属棒 AB置于水平地面上，用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉起，直至离开地面，如图甲所示。 (1)在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度 h的关系，如图乙所示，其中最合理的是 。 (2)在B端拉起的过程中，当h1=1m时，测力计的示数 F₁为3N；由此推断：金属棒的重心到A端的距离 d= m ；当h2=2m时，拉力F₁总共做的功W2= J。 三、计算题 18．如图所示，我国第三艘航空母舰“福建舰”即将服役，极大的提升了我国的国防实力，已知福建舰满载时的排水量为8万吨，满载匀速直线航行时受到的阻力为7×106N（海水的密度取1.03×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)“福建舰”静止在海面时，水面下10m处海水的压强为多少Pa？ (2)“福建舰”满载时，总重力大小为多少N？ (3)满载时，“福建舰”匀速直线航行10km时，牵引力做功多少J？ 19．一名重为600N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，前30s内其速度与时间的关系如图所示，前15s内下落的距离为210m。求解下列问题： (1)前15s内，运动员下落时重力做的功。 (2)运动员在匀速直线运动过程中下降的高度。 (3)估算运动员静止在水平地面时对地面的压强。 20．某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（，）求： （1）工件浸没在水中时所受的浮力； （2）工件受到的重力； （3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.3 功 一、单选题 1．为了纪念他对科学发展的贡献，将功和能量的单位以其名字命名的科学家是（　　） A．牛顿 B．焦耳 C．瓦特 D．伽利略 【答案】B 【详解】A．在国际单位制中，牛顿被命名为力的单位，故A不符合题意； B．在国际单位制中，焦耳被命名为功和能量的单位，故B符合题意； C．在国际单位制中，瓦特被命名为功率的单位，故C不符合题意； D．在国际单位制中，伽利略没有被命名为物理量的单位，故A不符合题意。 故选B。 2．李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军，挺举成绩是167kg，他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．3000J D．5400J 【答案】C 【详解】杠铃的重力 G=mg=167kg×10N/kg=1670N 运动员的身高约为1.60m，在挺举过程中把杠铃举高的高度为运动员的身高加上0.4m，即 h=1.6m+0.4m=2.0m 在挺举过程中对杠铃做的功 W=Gh=1670N×2.0m=3340J 接近3000J。故C符合题意，ACD不符合题意。 故选C。 3．小李同学用50牛的水平推力使一个质量为20千克的物体沿水平地面前进了5米，放手后，物体继续滑行了1米，小李对物体所做的功是（　　） A．300焦 B．250焦 C．1176焦 D．980焦 【答案】B 【详解】物体在推力作用下前进5m过程中，推力做的功 W=Fs=50N×5m=250J 放手后，物体由于惯性又前进了1m，由于物体不受推力作用，对物体不做功，所以小李对物体做的功为250J。 故选B。 4．小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子），但没有推动（如图），则此时（　　） A．小虎对箱子做了功 B．小虎对箱子没有做功 C．小虎的推力大于箱子受到的阻力 D．小虎的推力小于箱子受到的阻力 【答案】B 【详解】AB．根据做功的两个必要条件可知，箱子在推力的方向上没有移动距离，所以小虎对箱子没有做功，综上分析知，故A不符合题意，B符合题意； CD．因为用水平力推静止在水平地面上的箱子，没有推动，所以箱子处于静止状态；在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力，所以摩擦阻力等于推力，综上分析知，故CD不符合题意。 故选B。 5．下列关于搬家的各环节中，人对物品做功的是（    ） A．搬着物品沿水平方向匀速直线走到车旁 B．从地上搬起物品 C．搬着物品站在车旁不动 D．物品不慎掉落 【答案】B 【详解】A．搬着物品沿水平方向匀速直线走到车旁，人对物品施加了向上的作用力，物品沿水平方向移动了一段距离，物体移动的方向和力的方向垂直，人没有对物品做功，故A不符合题意； B．从地上搬起物品，人对物品施加了向上的作用力，物品沿力的方向移动了一段距离，人对物品做了功，故B符合题意； C．搬着物品站在车旁不动，人对物品施加了向上的作用力，物品没有在力的方向上移动，人没有对物品做功，故C不符合题意； D．物品不慎掉落，此时人对物品没有作用力，人没有对物品做功，故D不符合题意。 故选B。 6．以下示例所列举的几个力中，力对物体没有做功的是（    ） （1）石头搬而未起    （2）提桶在水平上行走 （3）拉车沿路面运动   （4）向上提升物体 A．（1）（2） B．（1）（3） C．（2）（3） D．（3）（4） 【答案】A 【详解】（1）人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，没有力对物体做功； （2）提着水桶在水平面上行走，人给水桶一个向上的力，而水桶没有在该力的方向上通过距离，没有力对物体做功； （3）拉车沿路面运动，人给小车一个拉力，小车在拉力的方向上通过了距离，人的拉力对小车做功； （4）向上提升物体，人给物体的拉力向上，物体在该力的方向上通过了距离，人的拉力对物体做功。 综上分析可知，力对物体没有做功的是（1）（2），有力对物体做功的是（3）（4）。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．2024奥运会举重男子102公斤级比赛中，我国选手刘焕华以总成绩406公斤获得了金牌，图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是（    ） A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 【答案】D 【详解】力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故A错误； B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故B错误； C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故C错误； D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加了力，但是杠铃没有移动距离，所以运动员对杠铃不做功，故D正确。 故选D。 8．如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　） A．W1=W2=W3 B．W1=W2<W3 C．W2<W1=W3 D．W1<W2<W3 【答案】B 【详解】由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为 W1=F1s 第二幅图中，拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为 W2=F2s 第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功为 W3=F3×2s=2F3s 又因为拉力F1、F2、F3大小相等，所以 W1=W2<W3 故B正确，ACD错误。 故选B。 9．2022年冬奥会单板滑雪大跳台比赛在北京赛区进行，我国少年运动健将苏翊鸣（身高约1.7m，质量约70kg）在比赛中一举夺冠为国争光。如图所示是苏翊鸣完成某次动作的部分路径示意图，从A点运动到B点的过程中，苏翊鸣的重力所做的功最接近（　　） A．1.5×104J B．4.5×103J C．1.2×103J D．2.1×102J 【答案】B 【详解】苏翊鸣的高度大约为1.7m，从A到B点的距离大约为苏翊鸣身高的4倍，即A到B点的距离为 苏翊鸣的重力为 故苏翊鸣的重力所做的功 综上所述，B最接近，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．如图所示，一个物体在推力F作用下沿同一水平地面先后两次做直线运动，两次运动的时间都是1 min，第一次，物体运动的路程和时间关系如图甲所示，此时的水平推力为F1，推力做的功为W1；第二次物体运动的速度和时间关系如图乙所示，此时的水平推力为F2，推力做的功为W2，下列关系式正确的是（     ） A．F1>F2 B．F1<F2 C．W1>W2 D．W1<W2 【答案】D 【详解】AB．由图像甲可知，物体运动的路程和时间关系图线是一条过原点的倾斜直线，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知，推力等于摩擦力；由图像乙可知，物体运动的速度和时间关系图线是一条平行于时间轴的直线，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知，推力等于摩擦力；两次运动中，物体对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，所以物体受到的摩擦力不变，所以，两次运动的水平推力相等，即F1=F2；故AB错误； CD．由题图可知，由可得，第一次运动的速度为 第二次运动的速度为4m/s，由可知，在运动时间为1min内，第二次运动的距离大于第一次运动的距离，水平推力相等，根据W=Fs可知，第二次运动推力做的功大于第一次运动推力做的功，即W1<W2；故C错误，D正确。 故选D。 二、填空题 11．如图所示，登山运动员背着沉重的背包，在登山的过程中，对身后的背包 （选填“没有”或“有”）做功。 【答案】有 【详解】做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致），二者缺一不可。登山运动员背着沉重的背包，在登山的过程中，背包在力的方向上通过一定的距离，对身后的背包有做功。 12．如图所示，小红背着书包站在匀速上行的自动扶梯上随着扶梯一起上行，在上行过程中：小红受 个力的作用；小红对书包 （选填“做了功”或“没做功”）。 【答案】 2 做了功 【详解】[1]小红乘坐自动扶梯匀速上升的过程中，人与扶梯之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势，所以小红不受摩擦力的作用，小红只受到重力和支持力一对平衡力的作用，而且处于平衡状态。 [2]小红对书包有向上的作用力，书包在力的方向上移动了距离，所以小红对书包做了功。 13．一个重20N物体在水平拉力作用下沿水平面匀速前进了25m，拉力撤去后，物体因惯性又前进了10m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为 N。在此过程中，物体的重力所做的功是 J。 【答案】 20 0 【详解】[1]物体在拉力作用下移动了25m，拉力做功为500J，根据W＝Fs可得，拉力的大小为 [2]物体沿水平面运动的过程中，没有沿重力的方向移动距离，所以重力不做功，即重力所做的功为0J。 14．如图所示，用F=20N的水平推力推着重为40N的木箱沿水平方向做匀速直线运动，若推力在2s内对木箱做了40J的功。在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为 J；木箱摩擦力大小为 N；箱子运动的速度为 m/s。 【答案】 0 20 1 【详解】[1]木箱在竖直方向没有移动的距离，所以重力对木箱做功为0。 [2]木箱沿水平方向做匀速直线运动，则木箱在水平方向受力平衡，所以摩擦力大小为 [3]木箱移动的距离为 木箱的速度为 15．如图所示，在30N水平向右的外力F作用下，质量为2kg的物体被紧按在竖直墙面上保持静止不动；则物体所受的摩擦力大小为 N，方向向 （填“上”或“下”“左”或“右”），当重物匀速向下滑行5m时，重力克服摩擦力做功 J。（g取10N/kg） 【答案】 20 上 100 【详解】[1][2]物体受到的重力 重力20N的物体，在外力F作用下被紧按在竖直墙面上保持静止不动，物体受到重力、摩擦力、压力和支持力作用，物体竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是平衡力，大小相等，所以摩擦力大小为20N。 [3]由二力平衡可知，当重物匀速向下滑行时，受到的摩擦力大小等于物体受到的重力大小，即 则当重物匀速向下滑行5m时，重力克服摩擦力做功 16．如图甲所示，粗糙程度相同的水平地面上放一重为的物体，用水平拉力作用于物体上，拉力的大小与时间的关系和物体运动速度与时间的关系分别如图乙、丙所示，由图像可知物体受到 对平衡力；物体运动了，物体克服摩擦力做功 。 【答案】 2 54 【详解】[1]由图乙得，6~9s物体做匀速直线运动，物体受到竖直方向与水平方向的两对平衡力作用。 [2]6~9s物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力与拉力是平衡力，两力大小相等，此时拉力为6N，摩擦力大小为6N，物体运动过程中对水平面的压力不变，接触面粗糙程度不变，物体受到的摩擦力不变，则物体9~12s受到的摩擦力为6N，物体克服摩擦力做功 17．一根长度为1.2m、重为5 N的金属棒 AB置于水平地面上，用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉起，直至离开地面，如图甲所示。 (1)在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度 h的关系，如图乙所示，其中最合理的是 。 (2)在B端拉起的过程中，当h1=1m时，测力计的示数 F₁为3N；由此推断：金属棒的重心到A端的距离 d= m ；当h2=2m时，拉力F₁总共做的功W2= J。 【答案】(1)B (2) 0.72 7.6 【详解】（1）当金属棒没离开地面时，金属棒是在拉力作用下绕着A端被缓慢匀速提起，此时金属棒是杠杆，支点为A，动力为测力计对金属棒的拉力，阻力为金属棒的重力，其中棒长L，设金属棒的重心离A端距离为d，如图，如图： 根据杠杆的平衡条件可得F1L1=GL2，且由数学知识可得，所以，这一过程中测力计对金属棒的拉力F1不变，且F1<G。金属棒没离开地面时，测力计对棒所做的功W=F1h，因F不变，所以W和h成正比关系； 当金属棒AB离开地面后，因竖直匀速提起金属棒，所以由二力平衡条件可知，拉力为 F1'=G=5N 测力计对棒所做的功W'=F1'h，且此过程中F'不变，故W和h也成正比关系，但F1'>F1，所以提升相同高度时拉力做功更多，即图线更陡。综上，B图最能表现弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度h的关系，故应该选B。 （2）[1]当h1=lm时，金属棒AB还没离开地面，假设金属棒与地面的夹角为α，根据杠杆平衡条件，有 F×Lcosα=G×dcosα 即 3N×1.2m=5N×d 解得d=0.72m，即金属棒的重心到A端的距离d为0.72m。 [2]当h2=2m时，金属棒AB已经离开地面，未离开地面时，弹簧测力计示数F1为3N且不变，弹簧测力计对棒做的功为 W1=F1L=3N×1.2m=3.6J 金属棒离开地面继续上升的高度为 h2=2m-1.2m=0.8m 离开地面后，弹簧测力计对棒所做的功为克服棒重力做的功为 W2=Gh2=5N×0.8m=4J 故当h2=2m时，拉力F做的功为 W总=W1+W2=3.6J+4J=7.6J 三、计算题 18．如图所示，我国第三艘航空母舰“福建舰”即将服役，极大的提升了我国的国防实力，已知福建舰满载时的排水量为8万吨，满载匀速直线航行时受到的阻力为7×106N（海水的密度取1.03×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)“福建舰”静止在海面时，水面下10m处海水的压强为多少Pa？ (2)“福建舰”满载时，总重力大小为多少N？ (3)满载时，“福建舰”匀速直线航行10km时，牵引力做功多少J？ 【答案】(1)1.03×105Pa (2)8×108N (3)7×1010J 【详解】（1）“福建舰”静止在海面时，水面下10m处海水的压强为 p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×10m＝1.03×105Pa （2）“福建舰”满载时，所受的浮力等于总重力，即 F浮＝G总由阿基米德原理知 F浮＝G排 故有 G总＝G排＝m排g＝8×104×103kg×10N/kg＝8×108N （3）满载时，“福建舰”匀速直线航行，由二力平衡知，牵引力为 F牵＝f＝7×106N 牵引力做的功为 W＝F牵s＝7×106N×10×103m＝7×1010J 19．一名重为600N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，前30s内其速度与时间的关系如图所示，前15s内下落的距离为210m。求解下列问题： (1)前15s内，运动员下落时重力做的功。 (2)运动员在匀速直线运动过程中下降的高度。 (3)估算运动员静止在水平地面时对地面的压强。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）前15s内运动员下落时重力做的功 （2）由图可知，运动员在15s到30s内做匀速直线运动，速度 由得，匀速直线运动过程中下降的高度 （3）运动员静止在水平地面时双脚与地面的接触总面积约为 运动员静止在水平地面时对地面的压强 20．某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（，）求： （1）工件浸没在水中时所受的浮力； （2）工件受到的重力； （3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。 【答案】（1）300N；（2）900N；（3）3720J 【详解】解：（1）工件的体积为30dm3，工件浸没在水中时所受的浮力为 （2）工件受到的重力 （3）每个滑轮的重力为20N，绳子拉力与重力、浮力和滑轮重关系 绳子拉力为 工件在水中上升6m的过程中，绳子移动距离为 工人做功 答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力是300N； （2）工件受到的重力是900N； （3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做功3720J。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.3 功 一、目标导航 课程标准 课标解读 1．了解功的概念及必要条件。 2．能判定是否做功。 3．掌握功的计算。 1、通过观察分析并了解做功的条件和概念。 2、掌握做功的必要条件，判定是否做功。 3、熟练掌握功的计算公式。 二、知识精讲 功 (1)概念：物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。 (2)公式：若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为W＝Fs. 单位是焦耳，简称焦，用J表示. (3)注意：①F是一个定值，即常力，不能是变力. ②同体性：F和s必须是同一个物体受到的力及移动的距离. ③同向性：s是物体在力F方向上移动的距离. ④同时性：s是物体在受到力F作用的同时移动的距离. ⑤统一性：在使用公式时，要注意单位的统一，必须使用国际单位，这样功的单位才是焦耳. 做功的判断 (1)原理：使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 (2)做功的必要条件：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离. (3)哪些情况下物体不做功： ①物体不受力，因惯性运动的过程中，力对物体不做功. ②虽然受力，但物体在力的方向上没有移动距离. ③力的方向与运动方向垂直，该力没有对物体做功. 【例题1】为了纪念他对科学发展的贡献，将功和能量的单位以其名字命名的科学家是（　　） A．牛顿 B．焦耳 C．瓦特 D．伽利略 【变式1-1】下列选项中，不属于功的单位的是（　　） A．J B．N·m C．J/s D．W·s 【例题2】如图所示，力对物体做功的是（    ） A．小车在推力的作用下向前运动 B．搬石未动 C．提着滑板车在水平路面上匀速前进 D．脚对在空中飞行的足球 【变式2-1】以下示例所列举的几个力中，力对物体没有做功的是（    ） （1）石头搬而未起    （2）提桶在水平上行走 （3）拉车沿路面运动   （4）向上提升物体 A．（1）（2） B．（1）（3） C．（2）（3） D．（3）（4） 【例题3】2024奥运会举重男子102公斤级比赛中，我国选手刘焕华以总成绩406公斤获得了金牌，图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是（    ） A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 【变式3-1】如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是（    ） A． B． C． D． 【例题4】李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军，挺举成绩是167kg，他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．3000J D．5400J 【变式4-1】小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，每层楼高约3m，他提鸡蛋的力做的功最接近（　　） A．10J B．1000J C．100J D．900J 【变式4-2】一足球运动员用500N的力踢一个重为10N的足球，球最终离原地50m。则整个过程中运动员对足球所做的功为（　　） A．2500J B．500J C．0J D．不可确定 【例题5】如图所示，用F=10N的水平推力推着重为20N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了30J的功，则在这一过程中（　　） A．重力做的功一定为20J B．物体一定受到10N的摩擦力 C．物体一定运动了3m D．物体一定运动了6m 【变式5-1】一个重20N物体在水平拉力作用下沿水平面匀速前进了25m，拉力撤去后，物体因惯性又前进了10m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为 N。在此过程中，物体的重力所做的功是 J。 【变式5-2】如图甲所示，物体A在拉力F的作用下在粗糙程度相同的水平长木板上运动，拉力F与时间t关系如图乙所示，物体运动的速度v与时间t关系如图丙所示，则物体在0~2s内所受合力为 N，3~5s内拉力做功为 J，6~8s内所受拉力为 N（图乙中未画出）。在0~2s、2~3s、3~5s、5~6s和6~8s这五个时间段中，物体所受摩擦力大小相同的次数有 次。 【例题6】如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　） A．W1=W2=W3 B．W1=W2<W3 C．W2<W1=W3 D．W1<W2<W3 【变式6-1】如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10牛的物体，能省力的是 滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为 。若不计摩擦，F1的大小为 牛。若物体都上升了0.5米，则两个力所做的功之比为 。 【变式6-2】如图a、b所示，物体A和B所受重力均为200牛，当用力分别通过甲、乙两滑轮匀速提起物体A和B时，力为 牛；乙滑轮实质上是一个 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；若力、做功大小相同，则物体A、B被提升的高度为 。（以上均不计滑轮重力及摩擦）    【变式6-3】在粗糙程度不变的水平桌面上放置了一颗质量为0.2kg的棋子，俯视图如图所示．现对棋子施加一个大小为3N的水平向前的推力，使棋子从A点匀速直线运动到B点，改为对棋子在水平方向上只施加一个向左推力，使棋子从B点匀速直线运动到C点，不计空气阻力， （1）推力 （选填“3N”或“2N”或“1N”）； （2）棋子从A点到B点，重力所做的功为，棋子从B点到C点，重力所做的功为，则 （选填“大于”或“等于”或“小于”），判断依据是 。 【例题7】春运期间，小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车，为社区运送物资，如图所示，小慧通过查阅资料了解到：该车满载货物时，总质量为。当发动机的牵引力为时，该车在平直的公路上以20m/s的速度匀速直线行驶了3600m。则在此过程中，求：［］ (1)货车行驶的时间是多少？牵引力做了多少功？ (2)该车满载货物时，所受到的重力是多少？ 【例题8】一名重为600N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，前30s内其速度与时间的关系如图所示，前15s内下落的距离为210m。求解下列问题： (1)前15s内，运动员下落时重力做的功。 (2)运动员在匀速直线运动过程中下降的高度。 (3)估算运动员静止在水平地面时对地面的压强。 【例题9】有一质量分布均匀的圆柱形铁桶，竖直置于水平地面上，其重心用O表示，质量为100kg，高为80cm，底面半径30cm。现有甲、乙两种方法使它缓慢倒下成丙图状，缓慢倒下的过程中可将铁桶看成杠杆，所用的动力大小分别为F1、F2。请完成下列问题： (1)请在图甲中作出阻力的力臂l； (2)比较F1与F2的大小关系并阐述理由； (3)若动力对铁桶所做的功等于铁桶克服重力所做的功。则在推倒的过程中，推力F1做功至少是多少。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.3 功 一、目标导航 课程标准 课标解读 1．了解功的概念及必要条件。 2．能判定是否做功。 3．掌握功的计算。 1、通过观察分析并了解做功的条件和概念。 2、掌握做功的必要条件，判定是否做功。 3、熟练掌握功的计算公式。 二、知识精讲 知识点01 功的概念及公式 功 (1)概念：物理学中，把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功，简称功。 (2)公式：若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为W＝Fs. 单位是焦耳，简称焦，用J表示. (3)注意：①F是一个定值，即常力，不能是变力. ②同体性：F和s必须是同一个物体受到的力及移动的距离. ③同向性：s是物体在力F方向上移动的距离. ④同时性：s是物体在受到力F作用的同时移动的距离. ⑤统一性：在使用公式时，要注意单位的统一，必须使用国际单位，这样功的单位才是焦耳. 知识点02 功的原理及判定做功的条件 做功的判断 (1)原理：使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 (2)做功的必要条件：一是对物体要有力的作用；二是物体要在力的方向上通过一定的距离. (3)哪些情况下物体不做功： ①物体不受力，因惯性运动的过程中，力对物体不做功. ②虽然受力，但物体在力的方向上没有移动距离. ③力的方向与运动方向垂直，该力没有对物体做功. 【例题1】为了纪念他对科学发展的贡献，将功和能量的单位以其名字命名的科学家是（　　） A．牛顿 B．焦耳 C．瓦特 D．伽利略 【答案】B 【详解】A．在国际单位制中，牛顿被命名为力的单位，故A不符合题意； B．在国际单位制中，焦耳被命名为功和能量的单位，故B符合题意； C．在国际单位制中，瓦特被命名为功率的单位，故C不符合题意； D．在国际单位制中，伽利略没有被命名为物理量的单位，故A不符合题意。 故选B。 【变式1-1】下列选项中，不属于功的单位的是（　　） A．J B．N·m C．J/s D．W·s 【答案】C 【详解】A．国际单位中功的单位为焦耳，符号是J，故A不符合题意； B．由公式W=Fs可知，功的单位是牛·米，符号是N·m，故B不符合题意； C．J/s是功率的单位，故C符合题意； D．由W=Pt可知，功的单位可以是瓦·秒，符号是W·s，故D不符合题意。 故选C。 【例题2】如图所示，力对物体做功的是（    ） A．小车在推力的作用下向前运动 B．搬石未动 C．提着滑板车在水平路面上匀速前进 D．脚对在空中飞行的足球 【答案】A 【详解】A．小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力的作用，在力的方向上有移动的距离，拉力对小车做功，故A符合题意； B．用力搬石头，人给石头一个向上的力，石头向上没有移动距离，力对石头没有做功，故B不符合题意； C．提着滑板在水平公路上匀速前进，滑板没有在力的方向上通过距离，所以没有做功，故C不符合题意； D．在空中飞行的足球，只受到重力的作用，不受脚施加的力，因此没有做功，故D不符合题意。 故选A。 【变式2-1】以下示例所列举的几个力中，力对物体没有做功的是（    ） （1）石头搬而未起    （2）提桶在水平上行走 （3）拉车沿路面运动   （4）向上提升物体 A．（1）（2） B．（1）（3） C．（2）（3） D．（3）（4） 【答案】A 【详解】（1）人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，没有力对物体做功； （2）提着水桶在水平面上行走，人给水桶一个向上的力，而水桶没有在该力的方向上通过距离，没有力对物体做功； （3）拉车沿路面运动，人给小车一个拉力，小车在拉力的方向上通过了距离，人的拉力对小车做功； （4）向上提升物体，人给物体的拉力向上，物体在该力的方向上通过了距离，人的拉力对物体做功。 综上分析可知，力对物体没有做功的是（1）（2），有力对物体做功的是（3）（4）。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【例题3】2024奥运会举重男子102公斤级比赛中，我国选手刘焕华以总成绩406公斤获得了金牌，图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是（    ） A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 【答案】D 【详解】力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故A错误； B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故B错误； C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做功，故C错误； D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加了力，但是杠铃没有移动距离，所以运动员对杠铃不做功，故D正确。 故选D。 【变式3-1】如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】ACD．将书包提起来、乘升降电梯、提着包上楼，包都有在力的方向上移动一定的距离，力都有对包做功，故ACD不符合题意； B．站在水平匀速行驶的车上，力的方向与包运动的方向垂直，因此力对包不做功，故B符合题意。 故选B。 【例题4】李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军，挺举成绩是167kg，他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．3000J D．5400J 【答案】C 【详解】杠铃的重力 G=mg=167kg×10N/kg=1670N 运动员的身高约为1.60m，在挺举过程中把杠铃举高的高度为运动员的身高加上0.4m，即 h=1.6m+0.4m=2.0m 在挺举过程中对杠铃做的功 W=Gh=1670N×2.0m=3340J 接近3000J。故C符合题意，ACD不符合题意。 故选C。 【变式4-1】小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，每层楼高约3m，他提鸡蛋的力做的功最接近（　　） A．10J B．1000J C．100J D．900J 【答案】C 【详解】1个鸡蛋的质量约为50g，30个鸡蛋的重力约为 G=mg=30×50×10-3kg×10N/kg=15N 因此提起30个鸡蛋需要的力约为15N，从1楼到3楼的高度约为6m，则他提鸡蛋的力做的功为 W=FS=15N×6m=90J 最接近100J，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式4-2】一足球运动员用500N的力踢一个重为10N的足球，球最终离原地50m。则整个过程中运动员对足球所做的功为（　　） A．2500J B．500J C．0J D．不可确定 【答案】D 【详解】在脚与球接触到球离开脚的过程中，脚对球有力的作用且球在该力的方向上通过了一段距离，故此过程中脚对球做了功，但球在500N踢力的方向上通过的距离不明，所以脚对球所做的功无法计算；球离脚后在水平草地上向前滚动了50m，是因为球具有惯性，脚对球没有力的作用，故此过程中脚对球没有做功；所以在整个过程中，运动员对足球做的功无法计算，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【例题5】如图所示，用F=10N的水平推力推着重为20N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了30J的功，则在这一过程中（　　） A．重力做的功一定为20J B．物体一定受到10N的摩擦力 C．物体一定运动了3m D．物体一定运动了6m 【答案】C 【详解】A．重力方向竖直向下，物体沿水平方向运动，没有在重力方向移动距离，故重力做的功为0J，故A不符合题意； B．用F=10N的水平推力推着物体沿水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，摩擦力为10N，如果物体所做的运动不是匀速直线运动，摩擦力不等于10N，故B不符合题意； CD．推力F =10N，对物体做了30J的功，根据W=Fs可得，物体运动的距离为 故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 【变式5-1】一个重20N物体在水平拉力作用下沿水平面匀速前进了25m，拉力撤去后，物体因惯性又前进了10m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为 N。在此过程中，物体的重力所做的功是 J。 【答案】 20 0 【详解】[1]物体在拉力作用下移动了25m，拉力做功为500J，根据W＝Fs可得，拉力的大小为 [2]物体沿水平面运动的过程中，没有沿重力的方向移动距离，所以重力不做功，即重力所做的功为0J。 【变式5-2】如图甲所示，物体A在拉力F的作用下在粗糙程度相同的水平长木板上运动，拉力F与时间t关系如图乙所示，物体运动的速度v与时间t关系如图丙所示，则物体在0~2s内所受合力为 N，3~5s内拉力做功为 J，6~8s内所受拉力为 N（图乙中未画出）。在0~2s、2~3s、3~5s、5~6s和6~8s这五个时间段中，物体所受摩擦力大小相同的次数有 次。 【答案】 0 12 3 4 【详解】[1]由图丙可知物体在0~2s内处于静止状态，属于平衡状态，故所受合力为0。 [2]由图丙可知物体在3~5s内处于匀速直线运动状态，且速度为 在3~5s内通过的路程为 拉力做功为 [3] 由图丙可知物体在3~5s内和6~8s内均处于匀速直线运动状态，摩擦力等于拉力，物体所受压力和接触面的粗糙程度相同，所受摩擦力相同，故拉力也相同，故6~8s内物体受到的摩擦力为3 N。 [4]滑动摩擦力的大小与物体所受压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关，2~3s、3~5s、5~6s和6~8s这四个时间段中物体所受压力和接触面的粗糙程度相同，故所受摩擦力也相同。 【例题6】如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　） A．W1=W2=W3 B．W1=W2<W3 C．W2<W1=W3 D．W1<W2<W3 【答案】B 【详解】由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为 W1=F1s 第二幅图中，拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为 W2=F2s 第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功为 W3=F3×2s=2F3s 又因为拉力F1、F2、F3大小相等，所以 W1=W2<W3 故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式6-1】如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10牛的物体，能省力的是 滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为 。若不计摩擦，F1的大小为 牛。若物体都上升了0.5米，则两个力所做的功之比为 。 【答案】 乙 1∶1 10 1∶1 【详解】[1]甲滑轮的轴固定不动，为定滑轮，不能省力，乙滑轮随物体一起运动，为动滑轮，其实质是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，可以省力。 [2]甲滑轮是定滑轮，其实质是等臂杠杆，甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为1∶1。 [3]若不计摩擦，甲滑轮是定滑轮，不能省力，则 [4]若物体都上升了0.5米，使用定滑轮，拉力移动的距离 拉力做的功 若不计摩擦，乙滑轮是动滑轮，轻质滑轮，不计滑轮的重力，拉力 使用动滑轮，拉力移动的距离 则两个力所做的功之比为 【变式6-2】如图a、b所示，物体A和B所受重力均为200牛，当用力分别通过甲、乙两滑轮匀速提起物体A和B时，力为 牛；乙滑轮实质上是一个 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；若力、做功大小相同，则物体A、B被提升的高度为 。（以上均不计滑轮重力及摩擦）    【答案】 100 等臂 1∶1 【详解】[1]a图是动滑轮，动力臂是阻力臂的二倍，绳端的拉力是物重的一半，拉力 [2]b图是定滑轮，动力臂等于阻力臂，乙滑轮实质上是一个等臂杠杆。 [3]AB重力相同，a是动滑轮，b是定滑轮。力、做功大小相同，则 则 则物体A、B被提升的高度。 【变式6-3】在粗糙程度不变的水平桌面上放置了一颗质量为0.2kg的棋子，俯视图如图所示．现对棋子施加一个大小为3N的水平向前的推力，使棋子从A点匀速直线运动到B点，改为对棋子在水平方向上只施加一个向左推力，使棋子从B点匀速直线运动到C点，不计空气阻力， （1）推力 （选填“3N”或“2N”或“1N”）； （2）棋子从A点到B点，重力所做的功为，棋子从B点到C点，重力所做的功为，则 （选填“大于”或“等于”或“小于”），判断依据是 。 【答案】 3 等于 两次运动中，棋子在重力的方向上都没有移动距离，重力没有做功 【详解】[1]棋子匀速直线运动，处于平衡状态，此时推力都等于所受滑动摩擦力，又因为压力大小与接触面的粗糙程度都不变，因此摩擦力大小相等，则 F2=f=F1=3N [2][3]棋子从A点到B点、从B点到C点，棋子在重力的方向上都没有移动距离，故两次运动中，重力都没有做功，因此W1=W2。 【例题7】春运期间，小慧的爸爸驾驶一辆东风牌的厢式货车，为社区运送物资，如图所示，小慧通过查阅资料了解到：该车满载货物时，总质量为。当发动机的牵引力为时，该车在平直的公路上以20m/s的速度匀速直线行驶了3600m。则在此过程中，求：［］ (1)货车行驶的时间是多少？牵引力做了多少功？ (2)该车满载货物时，所受到的重力是多少？ 【答案】(1)180s，； (2) 【详解】（1）货车行驶所用的时间为 牵引力所做的功为 （2）当该车满载货物时，受到的重力为 G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N 【例题8】一名重为600N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，前30s内其速度与时间的关系如图所示，前15s内下落的距离为210m。求解下列问题： (1)前15s内，运动员下落时重力做的功。 (2)运动员在匀速直线运动过程中下降的高度。 (3)估算运动员静止在水平地面时对地面的压强。 【答案】(1)(2)(3) 【详解】（1）前15s内运动员下落时重力做的功 （2）由图可知，运动员在15s到30s内做匀速直线运动，速度 由得，匀速直线运动过程中下降的高度 （3）运动员静止在水平地面时双脚与地面的接触总面积约为 运动员静止在水平地面时对地面的压强 【例题9】有一质量分布均匀的圆柱形铁桶，竖直置于水平地面上，其重心用O表示，质量为100kg，高为80cm，底面半径30cm。现有甲、乙两种方法使它缓慢倒下成丙图状，缓慢倒下的过程中可将铁桶看成杠杆，所用的动力大小分别为F1、F2。请完成下列问题： (1)请在图甲中作出阻力的力臂l； (2)比较F1与F2的大小关系并阐述理由； (3)若动力对铁桶所做的功等于铁桶克服重力所做的功。则在推倒的过程中，推力F1做功至少是多少。 【答案】(1)(2)F1＜F2，理由见解析(3)98J 【详解】（1）根据题意，阻力为圆柱形铁桶的重力，按照甲的方法，支点为B，支点到重力作用线的距离为阻力的力臂l，如图所示： （2）由甲、乙两图可知 两种推倒方法推倒铁块的过程中阻力始终为圆柱的重力不变，阻力臂的变化情况相同；按照甲的方法，支点为B，F1力臂为BD，按照乙图方法，支点为C，F2力臂为D′C，因为BD大于D′C，根据杠杆平衡条件，则F1＜F2。 （3）无论如何将圆柱铁块倒下都是克服重力做功，两种方法使得柱体重心移动距离相等，故两个力做功相等，故比较使用甲、乙两种方法，人至少要做的功的大小 W1＝W2 由图并结合数学勾股定理可得 要使圆柱铁块倒下， 只需克服铁块的重力把BD推到竖直即可， 竖直时整个铁块的重心最高。则克服圆柱铁块重力做功为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$